导读:本文包含了电容水分传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:土壤水分,低频电容,电导率校正,修正模型
电容水分传感器论文文献综述
顾惠南[1]（2019）在《具有电导率补偿特性的低频电容土壤水分传感器及系统设计研究》一文中研究指出我国是一个严重缺水的国家,在近几年里,灌溉用水量占据全国总供水量的65%左右。而目前由于农业用水效率不高,造成水资源的日益短缺,通过节水灌溉发展精准农业是现代农业的当务之急。土壤水分传感器能够高效地反映出土壤中的水分变化情况,有益于节水灌溉的实施。目前市面上的高精度土壤水分传感器普遍存在价格较高的问题,无法达到大范围布设以获取水分信息的目的,同时低成本的水分传感器大多使用低频电容测量的方法,受到土壤盐分、孔隙密度、土质等干扰因素影响较大,无法满足精度需求。为了完成低成本且满足农业水分检测需求的传感系统,本文基于传统的电容土壤水分检测方法,引入电导率、温度参数,基于大量的实验数据,建立了叁参数水分检测理论模型,并开发出与之相对应的传感系统,应用于陕西榆林生态实验站现场,使得在无人监控情况下,能够长时间对现场土壤水分进行多点连续检测。本文根据在不同含水量的土壤中介电常数的差异,研究了水分与电容、电导率、温度参数的关系,明确了水分检测方法,进行了传感探头的结构、电路设计,对比选择出最佳检测模型算法。针对检测需求,完成了一套带有主子节点工作模式的水分传感系统。将设计的检测系统应用于现场实验中,并针对出现的问题进一步完善了系统,实验结果证明了方案的可行性。在整个传感系统的研究中,主要完成了以下几个方面的工作:1.分析介电法的土壤水分检测原理,对低频段土壤电容检测的主要干扰因素电导率、温度的影响情况进行讨论,并推导出带有电导率、温度校正的低频电容水分计算公式,对不同种类土样进行实验分析,得到方法的应用范围;2.根据电容、电导率的常用检测方法,分别对电容平行共面极板探头和二电极电导率探头进行结构设计及外围检测电路设计,选用MPR121触摸电容芯片检测低频等效电容,并根据电容检测的频率特性,通过实验得出最佳电容测量参数充电电流63μA、充电时间4μs,及有效电容检测范围200~800pF。另外,通过在低盐分土壤情况下的电导率的标定实验,得出电导率转换公式,校正决定系数R~2为0.9872;3.采用烘干法对土壤样本进行标定实验,对传感器测量值使用Logistic、Exponential、Polynomial叁种不同数学模型得出经验公式,根据水分检测方法得出叁种模型对应的水分测量算法,并使用均方根误差(RMSE)比较其水分检测性能,选择出Logistic为最佳检测模型;最后,对Logistic模型算法进行重复性实验及误差分析,证明能够满足最大绝对测量误差小于3.0%,平均绝对测量误差小于2.0%的精度要求;4.设计完成带有电源、控制、存储、时钟、无线通信等功能模块的传感系统,通过Zigbee主子节点设计,实现多点采集控制功能,在硬件设计及软件设计中,重点围绕降低传感系统功耗,提高数据传输效率,电量报警信息传输等方面展开工作,提高系统的现场实用性。为方便系统的调试、实时检测,确定所有子节点的位置信息,利用STM32控制器设计了带有人机交互界面及GPS定位功能的便携式土壤水分采集仪,以完善系统的使用体验;5.为进一步验证系统性能,在陕西榆林生态实验站现场,将研制的电容型传感器连入无线传感网络,进行了为期四个月的水分检测实验,对传感器的现场初步应用情况进行了分析。同时,根据整个传感系统出现的电量消耗问题、无线数据传输丢包问题、系统远程调试问题进行优化,消除了数据丢包率低于15%的误码问题,对水分检测传感系统的工作性能进行评估。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-04-01）
胡佳,李臻,潘笑俊[2]（2017）在《弥散场电容粮食水分传感器及其在储粮中的应用》一文中研究指出基于弥散场电容检测的原理设计了一种封装在柔性电缆中的粮食水分传感器,可分布安装在粮仓内对储藏的粮食进行水分在线监测。经过校正,可以实现储粮水分±0.5%以内的在线检测精度。(本文来源于《中国粮油学报》期刊2017年11期）
黄滔,赵春宇,朱成刚,黄震宇[3]（2016）在《同面弧面电容式种子水分传感器的研究》一文中研究指出种子烘干机的关键在于利用种子水分传感器来实现种子含水率的在线无损检测,优化种子水分传感器的结构,提高传感器的测量性能,对提升种子烘干机的烘干质量和工作效能具有重要作用。为此,研究了一种同面弧面电容式种子水分传感器,结合COMSOL有限元仿真软件,采用数值求解的方法计算传感器的电容值,着重考察传感器的极板尺寸、极板间距对传感器性能的影响,以此实现对传感器结构参数的优化,并试制传感器原型进行试验验证。初步试验结果表明:根据优化结构参数设计的电容传感器在测量精度上有所提高,在0~20%的含水率范围内以1%的绝对精度实现对蔬菜种子含水率的测量,符合实际应用要求,验证了检测方法的可靠性。(本文来源于《农机化研究》期刊2016年11期）
周海洋,孙宇瑞,PSchulze,Lammers,单桂林,程强[4]（2016）在《基于内边缘场电容效应的树干/枝水分传感器研究》一文中研究指出茎秆水分与茎流速率是解析植物茎秆内水分传输的2个重要参数。设计了一种基于内边缘场电容效应的树干/枝水分传感器。采用有机溶液试剂法与枝条冻融法分别对传感器做了性能测试试验,证实了传感器在相对介电常数16.8~81变化范围内具有很好的线性关系(R2=0.977 2),并从冻融-干湿等价性能看,传感器反应灵敏度满足测量要求。利用枝条脱水法得到了传感器参考标定曲线,决定系数为0.992 2。温室环境下的盆栽苹果树试验证实了该传感器既可无损观测树干细胞昼夜间的充放水过程,还可感测亏水树干内膨压崩溃与恢复过程。(本文来源于《农业机械学报》期刊2016年01期）
李加念,贾闯[5]（2014）在《电容式土壤水分传感器的电导变异性试验研究》一文中研究指出为评估电容式土壤水分传感器受土壤电导率的影响及其对农田土壤电导率变化范围的适用性,配制了一系列土壤等效含水率为40.6%、电导率为0~1.91dS/m的土壤等效介电溶液,分别对激励信号频率为40,50,60,70,80,90,100MHz的7种传感器进行了电导变异性试验,并且配制了相同含水率但电导率分别为0,0.31,0.46和0.61dS/m的4种土样进行了验证试验。试验结果表明:1)土样中的测试结果基本上与介电溶液吻合,可采用等效介电溶液评估传感器的电导变异性;2)传感器的电导变异率随待测介质电导率的升高而近似线性增大,相同电导率下,传感器激励信号频率越高其电导变异率越小;3)在农田土壤电导率基本变化区域0.239~0.650 dS/m内,当传感器激励信号频率从不低于80MHz时,其最大电导变异率为9.2%,能满足工程上的实际应用要求。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2014年08期）
徐燕,易卫东,卓国文[6]（2013）在《基于信号波形幅度检测放大技术的电容式土壤水分传感器研究》一文中研究指出土壤水分量测对于农田系统的评估和选择、水资源的合理利用是十分重要的。根据土壤水分与土壤相对介电常数的关系,基于信号波形幅度检测放大技术设计了一种电容式土壤水分传感器。在标准溶液样品、粘壤土、砂壤土、粘土土样中对提出的传感器进行测试。实验结果显示,传感器输出电压与被测介质含水量有良好的线性关系(R2为0.81～0.99),传感器灵敏度受土质影响明显,实际应用中时需要根据土质进行校准,传感器功耗低,在2.5 V供电电压下功耗低于8 mW。本文设计的传感器可推广至精准农业系统应用中。(本文来源于《传感技术学报》期刊2013年06期）
王新忠,刘飞,由婷[7]（2012）在《基于高频电容原理的土壤剖面水分传感器研究》一文中研究指出为了实现土壤剖面不同深度的水分测量,基于高频电容原理,研制了一种能够自动、连续监测土壤剖面动态含水量的水分传感器。通过实验,建立了传感器数学标定模型,并对传感器进行了相关性能测试。通过对比分析土壤水分实际值与传感器测量值,结果表明:传感器最大绝对误差为-5.10%。传感器测量水分梯度变化明显,可用于土壤剖面不同深度水分的测量,具有低成本、低功耗的特点,可应用于农林业实际生产。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2012年10期）
刘海波[8]（2012）在《函数链神经网络在电容水分传感器非线性校正中的应用》一文中研究指出首先介绍了解决电容水分传感器非线性函数链神经网络原理和建模方法,并以玉米水分测量为例进行仿真试验,从而证明了该非线性校正方法的可行性和有效性。(本文来源于《安徽农业科学》期刊2012年01期）
李加念,洪添胜,冯瑞珏,岳学军,罗瑜清[9]（2011）在《基于真有效值检测的高频电容式土壤水分传感器》一文中研究指出土壤水分的测量是精细农业中实施节水灌溉的基础。基于真有效值检测技术,利用土壤的介电特性,设计了一个高频电容式土壤水分传感器,主要由电源滤波电路、100MHz有源晶振、XC74UL14AA、探针电极和AD8361组成。其中,探针电极由印刷电路板制成并与主印刷电路板一体化成型。传感器以直流电压输出,分别在空气和去离子水中测得其输出范围为工作电压的20%～70%。通过2-异丙氧基乙醇、二氧六环和去离子水3种溶液配制了一系列不同等效土壤体积含水率的待测溶液,在不同工作电压下,对传感器进行了标定以及在5～40℃范围内以24.8℃基准进行了温度变异性试验。试验结果表明:传感器对工作电压有明显的依赖性,在特定含水率下传感器的输出电压随工作电压的升高而增加;特定工作电压下传感器的输出电压与土壤体积含水率呈线性负相关,其决定系数R2>0.987;温差越大则传感器的测量偏差也越大,最大偏差为4.44%。并配制土样对传感器进行了验证,最大误差为4.95%。(本文来源于《农业工程学报》期刊2011年08期）
江洪,于兴桥[10]（2011）在《基于FLANN的非线性校正在电容式粮食水分传感器中的应用》一文中研究指出采用函数链神经网络方法对电容水分传感器进行非线性校正,与BP神经网络算法相比,函数链神经网络结构明了,算法简单,易于收敛。介绍了解决电容水分传感器非线性函数链神经网络原理和建模方法,并仿真试验证明了该方法的可行性和有效性。(本文来源于《广东农业科学》期刊2011年01期）
电容水分传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于弥散场电容检测的原理设计了一种封装在柔性电缆中的粮食水分传感器,可分布安装在粮仓内对储藏的粮食进行水分在线监测。经过校正,可以实现储粮水分±0.5%以内的在线检测精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电容水分传感器论文参考文献
[1].顾惠南.具有电导率补偿特性的低频电容土壤水分传感器及系统设计研究[D].太原理工大学.2019
[2].胡佳,李臻,潘笑俊.弥散场电容粮食水分传感器及其在储粮中的应用[J].中国粮油学报.2017
[3].黄滔,赵春宇,朱成刚,黄震宇.同面弧面电容式种子水分传感器的研究[J].农机化研究.2016
[4].周海洋,孙宇瑞,PSchulze,Lammers,单桂林,程强.基于内边缘场电容效应的树干/枝水分传感器研究[J].农业机械学报.2016
[5].李加念,贾闯.电容式土壤水分传感器的电导变异性试验研究[J].传感器与微系统.2014
[6].徐燕,易卫东,卓国文.基于信号波形幅度检测放大技术的电容式土壤水分传感器研究[J].传感技术学报.2013
[7].王新忠,刘飞,由婷.基于高频电容原理的土壤剖面水分传感器研究[J].传感器与微系统.2012
[8].刘海波.函数链神经网络在电容水分传感器非线性校正中的应用[J].安徽农业科学.2012
[9].李加念,洪添胜,冯瑞珏,岳学军,罗瑜清.基于真有效值检测的高频电容式土壤水分传感器[J].农业工程学报.2011
[10].江洪,于兴桥.基于FLANN的非线性校正在电容式粮食水分传感器中的应用[J].广东农业科学.2011